近期挪威知名电解槽企业NEL发布一款新品电解槽，号称“简单、高效、面向未来的新一代电解槽”，今天就该系列产品以及对应的“gasket-free”无密封技术专利进行解析。一、产品参数：

1、系统参数

比较重要的参数信息：1）电解槽能耗：4.4~4.6kwh/Nm3；48.8~51.2kwh/kg。2）爬坡斜率（升载速率）：2%/s(2sec/pp)，理解成每秒2%加载速率。3）工作压力：15bar=1.5MP。4）电解槽操作范围：20%~100%
5）系统操作范围：12.5%~100%备注：不多看到的区分去标识电解槽和系统的工作范围2、模组产品信息

模组参数信息：1）整模组功率25MW，貌似由16个电堆构成。2）模组布局比较合理。3）25MW模组占地230平方米，可以实现户外安装。二、“gasket-free”无密封件专利核心：NEL 这个专利简单通俗总结：就是用“金属骨架 + 热塑性塑料包覆”做成支撑结构，直接把双极板嵌在塑料里，全程不用橡胶垫片（gasket-free），靠塑料一体成型的凸棱密封来封液、封气、封压，做成15bar 加压碱性电解槽。（如果大家之前看到过NEL的前几代产品，不难发现这个金属极板外围包覆硅橡胶类后者树脂类结构已经量产成型（见下图），只是当年并未让该部分充当“gasket”这个功能，所以现状新的专利也仅仅是之前结构的优化升级。）图示：采用EPDM或者改性PTFE包覆极框（后者极板边缘））

把专利文件里面的 5 张图（见下面内容）串起来：完整无垫片电解槽工作逻辑如下：

1）电堆（Fig.1）：单元 + 膜 + 阴阳极 → 堆叠压紧 → 交替氢腔 / 氧腔 → 电流传导。

2）系统（Fig.2）：配碱液→泵入→电解→产气→气液分离→循环 → 15bar 高压产氢。

3）单元（Fig.3/4/5）：金属骨架 + 塑料包覆 → 嵌双极板 → 一体凸棱密封 → gasket-free。

核心创新一句话：用热塑性塑料把金属框、双极板、密封凸棱、定位柱全部一体成型，彻底取消橡胶垫片，实现高压、长寿命、低泄漏碱性电解槽。

1、Fig1为一排电解池单元 1叠在一起，两头用拉杆 + 螺母 20压紧，形成电堆 10，Fig.1 展示 “无垫片双极板 + 膜 + 阴阳极” 叠成电堆，电流横向传导、气体纵向生成。

1）核心部件（Fig.1:图例零部件说明）

1：电解池单元（cell element） —— 最小单元

2：支撑结构（support structure） —— 框，金属 + 塑料

3：内孔（inner aperture） —— 中间空的位置

4：双极板（bipolar plate） —— 嵌在塑料里，完全无垫片

17：阴极

18：阳极

19：阻气膜（gas impermeable membrane） —— 隔氢氧、传 OH⁻

2）工作流程（Fig.1）

1. 电堆压紧后：双极板 4 左边连阳极 18，右边连阴极 17；电流：阳极 → 双极板 → 阴极（跨单元导电）；膜 19 隔在两单元之间；不让氢氧互窜，只让 OH⁻穿过；形成交替腔室；阳极腔 24（产氧） ↔ 阴极腔 25（产氢）。
2. 2、Fig.2：完整电解系统流程图（整个系统怎么跑），是 “配碱液→泵入电堆→电解产气→气液分离→循环” 完整绿氢系统。

1）组成（Fig.2:图例零部件说明）

10：电解电堆

21：电解系统

20：压紧机构（拉杆 + 螺母）

32：电解液（KOH 碱液）

33：混合罐

34：去离子水

35：KOH 碱

38：循环泵

26：氧汇集管、

27：氢汇集管

36：氧储罐

37：氢储罐

2）完整工作流程（Fig.2，一步到位）

◆制电解液：水 34 + KOH35 → 混合罐 33 → 碱液 32；泵入电堆：泵 38 → 电堆 10 底部入口 22/28；电解反应（电堆内部）

• 阴极腔 25：水→H₂↑ + OH⁻
• 阳极腔 24：OH⁻→O₂↑ + H₂O
  
• ◆气液向上走：
• 氢 → 出口 29 → 氢汇集管 27 → 氢罐 37
• 氧 → 出口 23 → 氧汇集管 26 → 氧罐 36
  
• ◆电解液回流：气液分离后，碱液 32 回到混合罐 33 循环

3、Fig.3：电解池单元正面图（无垫片密封结构），展示了 “金属框 + 塑料包覆 + 双极板嵌塑 + 双圈凸棱密封”，实现 gasket-free。

1）外观构成（fig3零部件序号）：一个大圆环板（直径约 950mm）

2：支撑结构=金属骨架 5 + 热塑性塑料包覆 6

4：双极板 —— 嵌在塑料 6 中间，和塑料熔为一体，没有垫片

7：正面（密封面）

9：外密封凸棱（outer sealing means） —— 外圈一圈凸起

12：内密封凸棱（inner sealing means） —— 内圈一圈凸起

13：中间环形腔 —— 内外凸棱之间，检漏腔

2）关键：全塑料一体密封，完全不用橡胶垫片

• 外圈凸棱 9：主密封（防电解液外漏、防高压泄漏）
• 内圈凸棱 12：次密封
• 中间腔 13：可充压检漏，判断密封是否完好

4、Fig.4伟电解池单元中心剖面图（厚度方向），说明了金属骨架承重、塑料绝缘密封、双极板嵌塑悬浮，三层一体，无垫片。

1）结构（从正面 7→背面 8,fig4：结构零部件说明）

7：正面（带密封凸棱 9、12）

2：支撑结构：

5：金属骨架（钢）

6：塑料包覆（PP/PPS）

4：双极板：完全嵌在塑料 6 里，上下左右都被塑料包住

8：背面（无密封凸棱）厚度：约 16mm，极薄

2）重点：

双极板 4 与 金属骨架 5 完全被塑料 6 隔开 → 电气绝缘、不漏电、不腐蚀、不用垫片

5、Fig.5：密封区局部放大（凸棱密封细节），展示了塑料一体凸棱压紧密封 + 定位，彻底取消橡胶垫片。

1）图面零部件结构（见上图fig.5）：

9：外密封凸棱（一体成型）

12：内密封凸棱（一体成型）

14：密封凸起 —— 凸棱就是一圈连续凸起

15：定位凸台、

16：定位孔 —— 叠片时定位用，也由塑料一体成型

2）工作原理（密封）

当电堆被拉杆压紧时：凸棱 9、12 被挤压变形 → 形成高压密封线；全塑料密封，耐 15bar、耐氧、耐碱、不老化；不用橡胶垫片，不会老化、蠕变、泄漏。

来源 氢眼所见

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